红景天对运动训练大鼠睾酮含量、物质代谢及抗运动疲劳能力的影响

周海涛，曹建民，林 强，赵 卓

1北京联合大学生物化学工程学院，北京 100023;2北京体育大学，北京 100084;3北京联合大学应用文理学院，北京 100191

红景天(Rhodiola)是景天科(Crassulaceae)，红景天属(Rhodiola.L)多年生草本或亚灌木植物，生长在海拔800～2500 m高寒无污染地带。《本草纲目》记载“红景天，本经上品，祛邪恶气，补诸不足”是“已知补益药中所罕见”。由于生长环境恶劣，使其从遗传上具备了特殊的适应性物质，与人参、刺五加、绞股蓝并称为植物性滋补强壮剂，具有适应原样(Adoptogen)作用。现代医学研究证明，红景天具有显著的抗衰老、抗缺氧、抗不良刺激、抗病毒及肿瘤、抗疲劳和对机体双向调节等药理机制［1］。已有研究表明，长时间大运动量训练造成的运动性低血睾酮症是机体运动能力下降和恢复过程延长的主要原因［2］。本文以大强度耐力训练大鼠为模型，研究红景天对运动训练大鼠睾酮含量、物质代谢与抗运动疲劳能力的影响，旨在为其抗运动疲劳功效的应用提供理论依据。

1 材料

1.1 动物

清洁级65只雄性Wistar大鼠，42 d龄，平均体重(197.2±13.2)g，北京大学医学部实验动物科学部提供，合格证编号SCXK(京)2006-0008。在整个实验过程中，实验室内温度保持在(22±2)℃，相对湿度55%～75%，光照时间随自然变化。所有实验大鼠均以基础饲料(北京大学医学部实验动物科学部提供)和蒸馏水常规饲养，自由饮食。实验时间为49 d，正式训练时间为42 d。

1.2 试验用药

红景天(Rhodiola)，产自吉林，北京同仁堂购得，批号:100124357，并经天津中瑞药业有限公司高占友高级工程师鉴定。称取红景天干品50 g加水500 mL，浸泡30 min后煎30 min，将所得水煎液过滤，再将过滤出的红景天加水500 mL煎30 min，将所得水煎液过滤。将2次过滤出的水煎液混合，浓缩至生药浓度1 g(生药)/mL，4℃存放备用。

2 方法

2.1 动物分组

实验大鼠适应性饲养4 d后，以20 min/d的运动量对其进行为期3 d的筛选，淘汰个别不适应游泳训练者，将剩余大鼠以数字随机分组法分为5组:静止对照组(C组)、运动对照组(T组)、运动ig低剂量红景天组(TML组)，运动ig中剂量红景天组(TMM组)，运动ig高剂量红景天组(TMH组)，每组12只。各组每天自由摄食饮水，采用专业灌胃器，每天ig一次。低、中、高剂量组ig剂量分别为0.58、1.16、4.48 g.kg-1/d，相当于成人推荐剂量的5、10、30倍。ig体积为 5 mL/kg，对照组 ig等量生理盐水。

2.2 实验方法

2.2.1 训练及测试方案

C组不进行任何训练。其他组进行负重游泳训练，均采用100 cm×50 cm×60 cm的玻璃泳槽作为大鼠游泳训练装置，水深50 cm。水温(31±2)℃，为防止大鼠在水面漂浮不动，特在游泳箱底部放置佳宝“AP1500”型水泵形成流动水。训练42 d，第1周不负重，第2周负2%体重，第3周负4%体重，第4～6周负5%体重，每次游泳训练至力竭。大鼠开始游泳至力竭所用时间为大鼠力竭运动能力。力竭标准以大鼠下沉后10 s不露出水面为度。处死前的最后1次为无负重力竭游泳训练，记录力竭时的游泳时间［3］。

2.2.2 指标测定

各组在末次训练24 h后称重，乙醚适度麻醉，摘眼球采血，加入柠檬酸钠溶液抗凝，37℃水浴中30 min后，4℃ 3000 rpm/min离心10 min，分离制备血清，并迅速取肝脏、双侧睾丸和深层股四头肌，剔除筋膜，置于预冷的生理盐水中洗净血污，再用滤纸吸干后置于-20℃冰箱保存备用。组织匀浆的制备:称取适量组织(0.2～1 g)按W(g)组织块重量/V(ml)匀浆介质为1/9的比例加取预冷的匀浆介质(0.9%的NaCl溶液)于烧杯中，迅速剪碎组织块(以上全部操作在冰水浴中进行)。匀浆经3000 rpm低温离心15 min，分离提取上清液，在4℃冰箱冷藏即用或20℃冰箱冰冻备用。血清睾酮、血清皮质酮、黄体生成素和卵泡刺激素采用放射免疫分析法测定。试剂盒由天津九鼎医学生物工程有限公司提供，批号20110503。肝糖原、肌糖原采用南京建成生物工程研究所的试剂盒所提供的方法测定，试剂盒编号:20110704。血清尿素采用UV-GLDH法测定。血红蛋白采用高铁氰化钾氧法测定，蛋白质定量采用双缩脲法［4］。

2.3 数据统计

采用SPSS12.0软件对所有数据进行处理，数据用平均±数标准差()表示，多组间比较采用方差分析，以P＜0.05作为显著性差异，P＜0.01作为极显著性差异。

3 结果

3.1 红景天对大鼠体重及运动能力的影响

TM各组间体重无显著差异，且大于T组(P＜0.05)，小于C组(P＜0.05);TM各组力竭游泳时间长于C、T组(P＜0.01)，且随剂量增大而延长。结果见表1。

表1 红景天对大鼠体重及运动能力的影响(n=12，)Table 1 Effect of Rhodiola extracts on weight and swimming ability of rats(n=12)

表1 红景天对大鼠体重及运动能力的影响(n=12，)Table 1 Effect of Rhodiola extracts on weight and swimming ability of rats(n=12)

注:与 C 组比较，*表示 P ＜0.05，＊＊表示 P ＜0.01;与 T 组比较，#表示 P ＜0.05，##表示 P ＜0.01。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P ＜0.01;compared with T group，#and##represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively。

组别Groups 训练前体重Weight before training(g)训练后体重Weight after training(g)运动疲劳时间Time of exhaustive swimming(min)54 T group 196.75 ±14.96 367.18 ±15.37＊＊ 78.63 ±26.58 TML group 195.92 ±15.09 386.59 ±28.65*# 98.78 ±15.37＊＊##TMM group 196.09 ±15.47 387.64 ±27.93*# 101.78 ±14.75＊＊##TMH group 197.29 ±16.09 388.19 ±28.15*# 105.19 ±13.84＊＊##C group 196.58 ±14.98 416.78 ±27.97 83.96 ±20.

3.2 运动及红景天对大鼠血清睾酮、皮质酮水平的影响

血清睾酮水平，T组(P＜0.01)，TM 各组(P＜0.05)低于C组;TM各组高于T组(P＜0.01);TM各组间无显著差异。血清皮质酮水平，TM各组(P＜0.05)低于T组，TM各组间及C组间比较无显著差异。各组间血清睾酮与皮质酮比值变化与睾酮变化较为一致。结果见表2。

表2 运动及红景天对大鼠血清睾酮、皮质酮水平的影响(n=12，)Table 2 Serum testosterone(T)and corticosterone(C)levels in various groups of rats(n=12，)

表2 运动及红景天对大鼠血清睾酮、皮质酮水平的影响(n=12，)Table 2 Serum testosterone(T)and corticosterone(C)levels in various groups of rats(n=12，)

注:与 C 组比较，*表示 P ＜0.05，＊＊表示 P ＜0.01;与 T 组比较，#表示 P ＜0.05，##表示 P ＜0.01。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P ＜0.01;compared with T group，#and##represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively.

组别Groups T(nM) C(nM) T/C比值(×10-2)C group 5.13 ±1.85 101.54 ±15.68 5.59 ±2.53 T group 3.65 ±0.29＊＊ 09.65 ±16.51 3.77 ±0.96＊＊TML group 4.18 ±1.45*## 105.46 ±15.68# 4.26 ±2.01*##TMM group 4.40 ±1.54*## 105.32 ±13.45# 4.79 ±1.68*##TMH group 4.78 ±1.24*## 103.75 ±14.53# 4.86 ±1.87*##

3.3 运动及红景天对大鼠肝、肌糖原储量的影响

肝、肌糖原水平，T组(P ＜0.01)、TM 各组(P ＜0.05)均低于C组;TM各组肝糖原(P＜0.05)、肌糖原(P＜0.01)高于T组，组间无显著差异，且随剂量增大而增高。结果见表3。

表3 运动及红景天对大鼠肝、肌糖原水平的影响(n=12，)Table 3 Content of muscle and liver glycogen levels in various groups of rats(n=12，)

表3 运动及红景天对大鼠肝、肌糖原水平的影响(n=12，)Table 3 Content of muscle and liver glycogen levels in various groups of rats(n=12，)

注:与 C 组比较，*表示 P ＜0.05，＊＊表示P ＜0.01;与 T组比较，#表示 P ＜0.05，##表示 P ＜0.01。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P＜0.01;compared with T group，#and##represent P ＜ 0.05 and P ＜ 0.01，respectively.

组别Groups liver glycogen/mg(g tissue)-1 muscle glycogen/mg(g tissue)-1 C group 11.63 ±2.32 3.21 ±0.23 T group 8.56 ±0.82＊＊ 1.45 ±0.64＊＊TML group 9.53 ±0.65*# 2.7 ±70.37*##TMM group 10.751 ± .26*# 2.96 ±0.56*##TMH group 11.87 ±1.25*# 3.15 ±0.97*##

3.4 运动及红景天对大鼠血清LH和FSH水平的影响

各组间LH、FSH水平较为接近，无显著差异。结果见表4。

表4 运动及红景天对大鼠血清LH和FSH水平的影响(n=12，)Table 4 Luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone levels in various groups of rats(n=12，)

表4 运动及红景天对大鼠血清LH和FSH水平的影响(n=12，)Table 4 Luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone levels in various groups of rats(n=12，)

组别Groups 血清LH(IU/L) 血清FSH(IU/L)C group 1.10 ±0.29 7.24 ±0.88 T group 1.07 ±0.30 6.85 ±1.31 TML group 1.14 ±0.36 7.06 ±1.13 TMM group 1.07 ±0.69 7.15 ±1.47 TMH group 1.10 ±0.74 7.17 ±1.21

3.5 运动及红景天对大鼠大鼠血尿素和血红蛋白水平的影响

血尿素氮水平，T组(P＜0.01)，TM各组(P＜0.05)高于C 组;TM 各组低于 T组(P ＜0.05)，且组间无显著差异。血红蛋白水平，T组(P＜0.01)，TM各组(P＜0.05)低于C组;TM各组高于T组(P＜0.05)，且组间无显著差异。结果见表5。

表5 运动及红景天对大鼠血尿素氮和血红蛋白水平的影响(n=12，)Table 5 Blood urea nitrogen and hemoglobin levels in various groups of rats(n=12，)

表5 运动及红景天对大鼠血尿素氮和血红蛋白水平的影响(n=12，)Table 5 Blood urea nitrogen and hemoglobin levels in various groups of rats(n=12，)

注:与 C 组比较，*表示 P ＜0.05，＊＊表示P ＜0.01;与 T组比较，#表示 P ＜0.05。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P＜0.01;compared with T group，#represent P ＜0.05.

组别 Groups BUN/mmol.L-1 Hb/g.d.L-1 C group 5.70 ±0.29 13.96 ±0.69 T group 9.48 ±0.76＊＊ 8.95 ±0.56＊＊TML group 6.84 ±0.36*# 12.64 ±0.42*#TM Mgroup 6.54 ±0.43*# 12.86 ±0.83*#TMH group 6.13 ±0.94*# 12.98 ±0.48*#

4 讨论与分析

4.1 运动及红景天对大鼠体重的影响

体重是反映机体骨骼、肌肉的发育程度以及肥胖程度的标志。在运动训练过程中，通过体重的变化可以了解训练的安排是否妥当、训练对机体的影响程度和机体对训练的适应状况［4］。实验结果显示，实验后T组体重小于C组(P＜0.01)，说明机体的自身调节作用，已不能完全阻止力竭运动对生长发育所产生的影响，长时间力竭运动明显的抑制了大鼠的正常生长;TM各组体重大于T组(P＜0.05)，小于C组(P＜0.05)，说明补充红景天对长时间力竭运动造成的机体损伤有一定的作用，可在一定程度上抑制体重相对增长下降的趋势。而TM各组间无显著差异则说明补充红景天对长时间力竭运动造成的机体损伤的作用没有随剂量的增加而呈现显著的递增状态。

4.2 红景天对大鼠抗疲劳能力的影响

运动性疲劳是引起机体运动能力下降的主要原因，运动性力竭是疲劳的一种特殊形式，是运动性疲劳发展的最后阶段。力竭时间是机体的抗应激能力、抗疲劳能力等多种作用的综合体现，是衡量机体运动能力的重要直接指标［5］。大鼠力竭性游泳时间是评定机体运动能力、抗疲劳能力及恢复能力的重要指标之一。实验结果显示，TM各组力竭游泳时间明显长于C、T组(P＜0.01)，且随剂量增大而延长。说明补充红景天能够提高大鼠抗疲劳能力，进而延长大鼠运动时间，且呈剂量依赖性。

4.3 运动及红景天对大鼠血清睾酮、皮质酮水平的影响

睾酮作为人体内一个重要的促合成激素，它不仅可以维持男性性功能和副性特征，而且还可以刺激组织摄取氨基酸，促进核酸与蛋白质的合成，促进肌纤维和骨骼的生长，促进肾脏促红细胞生成素的生成，增加肌糖原储备，增强免疫功能［6］。而皮质酮作为促分解激素，减少蛋白质合成、降低运动能力。所以通常把睾酮与皮质酮比值(T/P)作为衡量合成代谢分解代谢平稳指标，反映运动能力以及疲劳积累程度。实验结果显示:血清睾酮水平，T组(P ＜0.01)，TM 各组(P ＜0.05)低于C 组;但TM 各组(P＜0.01)高于T组且组间无显著差异。血清皮质酮水平，TM各组(P＜0.05)低于T组;TM各组间及C组间比较无显著差异。各组间血清睾酮与皮质酮比值变化与睾酮变化较为一致。说明长时间力竭运动导致大鼠血清睾酮水平下降，皮质酮水平上升;补充红景天可以减轻其对血睾酮的影响，并维持在正常生理水平，同时降低皮质酮的产生，维持体内糖皮质激素平衡，保证雄性激素的正常合成与分泌，从而提高抗疲劳能力。其机制可能为:一是红景天的主要成分红景天苷和苷元酪醇，都具有酚羟基。酚羟基作为清除自由基的主要功能基团，可通过清除体内过量生成的自由基对机体细胞的损伤，激活抗老化酶(SOD)的活性，降低脂质过氧化物(LPO)的浓度，抑制脂褐素在组织细胞中的堆积，保护腺体结构，从而使睾丸能够正常分泌睾酮［7］。二是红景天苷直接作用于睾丸间质细胞促进睾酮分泌。三是红景天中含有的多元酚类化合物、黄酮类化合物和超氧化歧化酶等也具有抗氧化作用，可以提高大鼠运动时自由基的消除，保护腺体结构，使睾丸能够正常分泌睾酮。四是红景天多糖自动氧化，产生新的有机自由基，使多糖本身产生自由基与它清除的自由基达到或超过平衡，从而提高大鼠运动时自由基的消除，保护腺体结构，使睾丸能够正常分泌睾酮［8］。

另外，实验中各组LH和FSH水平并未有明显改变，提示红景天可能主要作用于睾丸，对下丘脑和垂体影响较小，但需进一步研究证实。

4.4 运动及红景天对大鼠肝、肌糖原储量的影响

糖是机体最重要的能源物质，其中肌糖原是骨骼肌中可以随时动用的贮备能源，其贮备量与运动的耐力呈正相关;肝糖原的主要作用是维持血糖的相对稳定，随着运动时间的延长，血糖水平开始下降，为了补偿血糖的消耗，肝糖原分解和糖异生作用增强，一旦肝糖原耗竭，会使运动肌供能不足，导致外周疲劳。同时中枢神经系统因血糖浓度下降也产生中枢疲劳［9］。所以增加肝、肌糖原储备，减少糖损耗，是保持血糖浓度稳定和延缓疲劳发生的重要措施。实验结果显示:肝、肌糖原水平，T组(P＜0.01)、TM各组(P＜0.05)均低于C组;TM各组肝糖原(P ＜0.05)、肌糖原(P ＜0.01)高于 T 组，组间无明显差异，且随剂量增大而增高。说明长时间力竭运动导致大鼠肝糖原、肌糖原储量下降，补充红景天可以促进机体的糖代谢，提高糖原储备，使肝糖原及时分解补充血糖，从而保证了运动肌肉的氧化供能，提高抗疲劳能力，且呈剂量依赖性。其机制可能为:一是补充红景天可以减轻长时间力竭运动对血睾酮和皮质酮的影响，并维持在正常生理水平，进而维持体内糖皮质激素平衡，促进糖原合成和糖异生作用的加强。二是红景天所含有的多糖成分作为外源性糖分，可以补充或延缓长时间力竭运动对内源性糖的消耗，从而促进机体内糖原储备的提高。

4.5 运动及红景天对大鼠血尿素和血红蛋白水平的影响

血尿素氮(BUN)是蛋白质的代谢产物，在正常生理条件下，蛋白质和氨基酸等含氮物质在分解代谢中先进行脱氨基反应，氨在肝脏转变为尿素，BUN经血液循环从肾脏排出体外。在长时间较大强度运动时，BUN的变化范围明显，BUN与机体机能、疲劳程度以及负荷量的大小呈密切正相关，可用来作为评定运动量的指标［10］。实验结果显示:血尿素氮水平，T组(P ＜0.01)，TM 各组(P ＜0.05)高于 C 组;TM各组低于T组(P＜0.05)，且组间无显著差异。说明长时间力竭运动导致大鼠BUN上升，补充红景天可以延缓血尿素氮疲劳阀值的出现，提高代谢系统的能量供应和利用能力，提高机体的运动水平提高，从而达到延缓疲劳的目的。其机制可能为:红景天中含有大量多糖等能源物质，可以增大糖供能的比例，减轻运动过程中机体对蛋白质的利用程度，减少BUN的产生。

血红蛋白(Hb)俗称血色素，是红细胞中的一种含铁的蛋白质，是机体中运输O2和CO2的载体，并对酸性物质起缓冲作用，参与体内酸碱平衡代谢，是评定身体机能状况的一个重要指标。实验结果显示:血红蛋白含量，T组(P ＜0.01)，TM 各组(P ＜0.05)低于C组;TM各组高于 T组(P＜0.05)，且组间无显著差异。说明长时间力竭运动导致大鼠Hb下降，补充红景天能够增高大鼠Hb含量，增加血液中的含氧量，从而提高抗疲劳能力。其机制可能为:一是红景天中含有大量而丰富的营养素，如黄酮类、多糖和 Ca、Mg、Zn、Fe、Mn 等微量元素，这些物质对抗氧化、补充机体所需及防止细胞膜的脂质过氧化有一定的作用。能有效地清除运动产生的过量自由基，避免了过剩自由基对红细胞膜的损伤，维持红细胞膜正常结构，使大鼠机体内Hb氧化分解损失减少［10］;二是补充红景天，促进睾酮分泌，进而促进肾脏EPO的合成，刺激红细胞的生成，血红蛋白含量升高。

5 结论

补充红景天可以减轻大鼠血睾酮、皮质酮受高强度运动量的影响，维持在正常生理水平;促进蛋白质合成，抑制氨基酸和蛋白质分解，提高血红蛋白含量和糖原的储备，增强抗疲劳能力，具有多靶点、多途径的显著特点。

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8 Zhang SM(张生明).Study on the Extraction of Polysaccharide from Rhodiola crenulata by Alkali Method and Its Antioxidation.Journal of Anhui Agri.Sci(安徽农业科学)，2008，36:7741-7742.

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